遥控泊车系统及方法与流程

本发明属于汽车泊车控制技术，具体涉及一种遥控泊车系统及方法。

背景技术：

自动泊车系统可以使汽车自动地停靠位泊车，该系统包括一环境数据采集系统、一中央处理器和一车辆策略控制系统,所述环境数据采集系统包括一图像采集系统和一车载距离探测系统,可采集图像数据及周围物体距车身的距离数据,并通过数据线传输给中央处理器；所述中央处理器可将采集到的数据分析处理后,得出汽车的当前位置、目标位置以及周围的环境参数,依据上述参数作出自动泊车策略,并将其转换成电信号；所述的车辆策略控制系统接受电信号后,依据指令作出汽车的行驶如角度、方向及动力支援方面的操控。但现有自动泊车系统不具有主动避让障碍物功能，当系统探测到有障碍物就会退出自动泊车系统。另外，当泊车位很狭窄时，泊车完成后，驾驶员无法顺利打开车门从车内出来，同时，也无法进入车辆将车辆开出泊车位。这种情况在目前车位紧缺的时代，是相当普遍的问题，严重影响了驾驶员的体验。目前的自动泊车系统要么直接忽略较狭小的车位，无法按照驾驶员的意愿泊入车位；要么泊入后，由于车位过窄，无法打开车门，导致驾驶员无法从车辆内出去，严重影响了驾驶体验。

因此，有必要开发一种新的遥控泊车系统及方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种遥控泊车系统及方法，能实现遥控自动泊车，并在泊车过程中，能通过控制车辆转向避让障碍物。

本发明所述的遥控泊车系统，包括：

遥控器，用于发送车辆泊入或泊出停车位请求；

障碍物探测单元，用于获取车辆四周的障碍物信息；

摄像单元，用于获取停车位信息；

泊车控制器，用于在接收到遥控器所发出的车辆泊入或泊出停车位请求后，根据障碍物探测单元所获取的障碍物信息计算出障碍物与车辆之间的相对位置关系，并结合车辆的最小转弯半径、车位信息、车辆尺寸计算出车辆是否能通过转向避开该障碍物，若能，则规划出行驶路径，并发出控制指令；若不能，则退出系统，并给出提示信息，泊车控制器分别与障碍物探测单元、摄像单元、遥控器连接；

泊车执行单元，基于所述泊车控制器发出的控制指令根据所规划出的行驶路径控制车辆泊入或泊出停车位，该泊车执行单元与泊车控制器连接。

所述泊车控制器还用于根据车辆左右侧的障碍物信息计算出左右侧的障碍物与车辆之间的距离d，若距离d小于预设距离dx,则认为车位太窄，车门无法正常打开，并提示驾驶员使用遥控泊车系统的自动泊出功能。

所述障碍物探测单元包括12个超声波传感器，分别安装在车辆的前部和后部，其中，安装在车辆前部的超声波传感器用于探测车辆前方的障碍物，安装在车辆后部的超声波传感器用于探测车辆后方的障碍物，12个超声波传感器共同用于探测车辆左侧以及右侧的障碍物。

所述摄像单元包括四个摄像头，分别安装在车辆的前部、后部、左侧以及右侧。

本发明所述的一种遥控泊车方法，采用如本发明所述的遥控泊车系统，其方法包括以下步骤：

步骤一、通过遥控器发送车辆泊入或泊出停车位请求；

步骤二、利用障碍物探测单元实时获取车辆四周的障碍物信息，利用摄像单元实时获取车位信息；

步骤三、泊车控制器在接收到遥控器所发出的车辆泊入或泊出停车位请求后，根据障碍物探测单元所获取的障碍物信息计算出障碍物与车辆之间的相对位置关系，并结合车辆的最小转弯半径、车位信息、车辆尺寸计算出车辆是否能通过转向避开该障碍物，若能，则规划出行驶路径，并发出控制指令；若不能，则退出系统，并给出提示信息；

步骤四、泊车执行单元基于控制指令根据所规划出的行驶路径控制车辆泊入或泊出停车位。

所述步骤一中，所述车辆泊入请求分为车头泊入模式和车尾泊入模式；

若选择车头泊入模式时，在执行所述步骤一之前，将车头大致对准停车位；

若选择车尾泊入模式时，在执行所述步骤一之前，将车尾大致对准停车位。

所述步骤三中，根据障碍物探测单元所获取的障碍物信息计算出障碍物与车辆之间的相对位置关系，具体为：

利用相邻的两个超声波传感器所获得的障碍物的距离，以及这两个超声波传感器在车辆上的安装位置，通过三角定位算法计算出该障碍物的坐标。

通过计算车辆的行驶轨迹得出碰撞区域与非碰撞区域；

φo为方向盘转动至某个角度位置时，车辆外侧前转向轮的转向角度，r_outer为此时车辆外侧的转弯半径；

фi为方向盘转动至某个角度位置时，车辆内侧前转向轮的转向角度，r_stick_f为此时车辆内侧的转弯半径；

当车辆方向盘转到某个角度位置，并且保持低速前行时，r_outer与r_stick_f包围所形成的区域为车辆正向碰撞区域，即surface碰撞区；当车辆方向盘转到某个角度位置时，车辆转弯内侧后轮前行的轨迹与r_stick_f包围所形成的区域为车辆的内侧碰撞区域，即inner碰撞区；除surface碰撞区以及inner碰撞区以外的区域均为非碰撞区域；

在车辆进行轨迹规划时，若障碍物的坐标位于非碰撞区域内，或障碍物的坐标位于碰撞区域内，但车辆能通过转向避开障碍物，则通过遥控泊车系统控制车辆自动泊车；若障碍物的坐标位于碰撞区域内，且车辆无法通过转向避开障碍物，则遥控泊车系统退出，提示由驾驶员进行操作。

当驾驶员在泊车前已判断出车位过窄，则驾驶员先将车辆对准车位后下车，再利用遥控泊车系统将车辆泊入车位；

当驾驶员在泊入车位前未判断出车位过窄，并将车辆泊入车位后，且所述泊车控制器根据车辆左右侧的障碍物信息计算出左右侧的障碍物与车辆之间的距离d小于预设距离dx时,则认为车位太窄，车门无法正常打开，并提示驾驶员使用自动泊出功能，驾驶员利用遥控泊车系统将车辆先泊出车位后再下车，再利用遥控泊车系统的自动泊入功能将车辆泊入车位。

本发明的有益效果：

（1）当系统探测到有障碍物时，首先判断是否能通过转向来避让障碍物，若能，则规划出行驶路径，并发出控制指令；若不能，才会退出系统；

（2）当泊车位很狭窄时，泊车完成后，驾驶员无法顺利的打开车门从车内出来的情况下，系统能够提示驾驶员使用遥控泊车系统，将车辆驶出车位，驾驶员下车后，再次使用遥控泊车系统让车辆自动泊入车位；当驾驶员已经判断出车位过窄时，可以将车辆对准车位后，下车，在车外使用遥控泊车系统将车辆泊入车位；从而很好地解决了车位过窄，泊车完成后驾驶员无法上下车辆的问题，大大提升了驾驶体验。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明采用车头泊入模式的示意图；

图3为本发明采用车尾泊入模式的示意图；

图4为本发明流程图；

图5为本发明中计算障碍物坐标的原理图；

图6为本发明中计算出碰撞区域和非碰撞区域的原理图；

图中：1、障碍物探测单元，2、遥控器，3、摄像单元，4、泊车控制器，5、泊车执行单元,6、停车位。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示的遥控泊车系统，包括遥控器2、障碍物探测单元1、摄像单元3、泊车控制器4和泊车执行单元5。遥控器2通过蓝牙与泊车控制器4无线连接，障碍物探测单元1、摄像单元3分别与泊车控制器4连接，泊车控制器4与泊车执行单元5。其中：泊车执行单元5包括电动助力转向系统、发动机管理系统、制动系统、电子换挡系统，分别用于实现泊车过程中对车辆的转向控制、油门控制、制动和驻车控制、自动换挡控制。遥控器2用于发送车辆泊入或泊出停车位请求。

障碍物探测单元1用于获取车辆四周的障碍物信息。

摄像单元3用于获取停车位信息。

泊车控制器4用于在接收到遥控器2所发出的车辆泊入或泊出停车位请求后，根据障碍物探测单元1所获取的障碍物信息计算出障碍物与车辆之间的相对位置关系，并结合车辆的最小转弯半径、车位信息、车辆尺寸计算出车辆是否能通过转向避开该障碍物，若能，则规划出行驶路径，并发出控制指令；若不能，则退出系统，并给出提示信息。

泊车执行单元5基于所述泊车控制器4所发出的控制指令根据所规划出的行驶路径控制车辆泊入或泊出停车位。

本发明中，所述泊车控制器4还用于根据车辆左右侧的障碍物信息计算出左右侧的障碍物与车辆之间的距离d，若距离d小于预设距离dx,则表示车辆无法正常打开车门，并提示驾驶员使用遥控泊车系统的自动泊出功能。

本发明中，所述障碍物探测单元1包括12个超声波传感器，分别安装在车辆的前部和后部，其中，安装在车辆前部的超声波传感器用于探测车辆前方的障碍物，安装在车辆后部的超声波传感器用于探测车辆后方的障碍物，12个超声波传感器共同用于探测车辆左侧以及右侧的障碍物。

本发明中，所述摄像单元3包括四个摄像头，分别安装在车辆的前部、后部、左侧以及右侧。

如图4所示，本发明所述的遥控泊车方法，采用如本发明所述的遥控泊车系统，其方法包括以下步骤：

步骤一、通过遥控器2发送车辆泊入或泊出停车位请求。

步骤二、利用障碍物探测单元1实时获取车辆四周的障碍物信息，利用摄像单元3实时获取车位信息。

步骤三、泊车控制器4在接收到遥控器2所发出的车辆泊入或泊出停车位请求后，根据障碍物探测单元1所获取的障碍物信息计算出障碍物与车辆之间的相对位置关系，并结合车辆的最小转弯半径、车位信息、车辆尺寸计算出车辆是否能通过转向避开该障碍物，若能，则规划出行驶路径，并发出控制指令；若不能，则退出系统，并给出提示信息。

步骤四、泊车执行单元5基于控制指令根据所规划出的行驶路径控制车辆泊入或泊出停车位。

如图2和图3所示，所述步骤一中，所述车辆泊入请求分为车头泊入模式和车尾泊入模式；若选择车头泊入模式时，在执行所述步骤一之前，将车头大致对准停车位6。若选择车尾泊入模式时，在执行所述步骤一之前，将车尾大致对准停车位6。

本发明中，所述步骤三中，根据障碍物探测单元1所获取的障碍物信息计算出障碍物与车辆之间的相对位置关系，具体为：利用相邻的两个超声波传感器所获得的障碍物的距离，以及这两个超声波传感器在车辆上的安装位置，通过三角定位算法计算出该障碍物的坐标。如图5所示，以下以实例对本发明进行说明：a、b、c、d四个区域依次为从左到右四个超声波传感器s1、s2、s3、s4的探测范围，ab表示超声波传感器s1、s2的探测重叠区域。bc表示超声波传感器s2、s3的探测重叠区域。cd表示超声波传感器s3、s4的探测重叠区域。障碍物aobj为车辆前方障碍物，其坐标area(x,y),可由超声波传感器s2、超声波传感器s3实测距离ds2_a、ds3_a，以及超声波传感器s2的安装位置s2（x2,y2,angle2）、超声波传感器s3的安装位置s3（x3,y3,angle3）算出。由此，再结合车辆的最小转弯半径（即车辆方向盘转到极限位置时，车辆外侧转向轮滚过的轨迹圆半径）和车位信息计算出车辆的行驶轨迹，以避开障碍物驶入或驶出车位。

如图6所示，通过计算车辆行驶轨迹，可以得出碰撞区域与非碰撞区域。

φo为方向盘转动至某个角度位置时，车辆外侧转向轮（前轮）的转向角度，r_outer为此时车辆外侧的转弯半径。фi为方向盘转动至某个角度位置时，车辆内侧转向轮（前轮）的转向角度，r_stick_f为此时车辆内侧的转弯半径。当车辆方向盘转到某个角度位置，并且保持低速前行时，r_outer与r_stick_f包围所形成的区域为车辆正向碰撞区域，即surface碰撞区。当车辆方向盘转到某个角度位置时，车辆转弯内侧后轮前行的轨迹与r_stick_f包围所形成的区域为车辆的内侧碰撞区域，即inner碰撞区。除surface碰撞区以及inner碰撞区以外的区域均为非碰撞区域。在车辆进行轨迹规划时，若障碍物的坐标位于非碰撞区域内，或障碍物的坐标位于碰撞区域内，但车辆能通过转向避开障碍物，则通过遥控泊车系统控制车辆自动泊车；若障碍物的坐标位于碰撞区域内，且车辆无法通过转向避开障碍物，则遥控泊车系统退出，提示由驾驶员进行操作。

如图4所示，当驾驶员在泊车前已判断出车位过窄，则驾驶员先将车辆对准车位后下车，再利用遥控泊车系统的自动泊入功能将车辆泊入车位。当驾驶员在泊入车位前未判断出车位过窄，并将车辆泊入车位后，且所述泊车控制器根据车辆左右侧的障碍物信息计算出左右侧的障碍物与车辆之间的距离d小于预设距离dx时,则认为车位太窄，车门无法正常打开，并提示驾驶员使用遥控泊车系统的自动泊出功能，驾驶员利用遥控泊车系统的自动泊出功能将车辆先泊出车位后再下车，再利用遥控泊车系统的自动泊入功能将车辆泊入车位。

在遥控泊车入位、出位过程中，驾驶员需要在车外观察周边环境，在任何情况下，驾驶员都可以通过遥控器2发送泊车终止指令，当泊车控制器4接收到泊车终止指令后，回发送指令给对应的执行单元，将车辆驻车。此时，泊车过程终止。